物理（人教版必修2）課件第7章第8節(jié)機(jī)械能守恒定律

第七章機(jī)械能守恒定律第8節(jié)機(jī)械能守恒定律一、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1．動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化(1)轉(zhuǎn)化條件：只有_______或________做功．(2)轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：做正功時(shí)，_______向________轉(zhuǎn)化；做負(fù)功時(shí)，________向________轉(zhuǎn)化．(3)重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能統(tǒng)稱為__________．重力

彈力

勢(shì)能

動(dòng)能

動(dòng)能

勢(shì)能

機(jī)械能

2．思考：利用橡皮代替小球，動(dòng)手做一做教材上的“演示”實(shí)驗(yàn)．①小球(橡皮)的受力情況如何？②各力做功情況如何？小球(橡皮)的動(dòng)能和勢(shì)能如何變化？③這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？提示：①小球在擺動(dòng)過程中受重力和線的拉力作用．②拉力和速度方向總是保持垂直，對(duì)小球不做功，只有重力對(duì)小球做功．小球在擺動(dòng)過程中重力勢(shì)能和動(dòng)能在不斷相互轉(zhuǎn)化．③在擺動(dòng)過程中，小球總能回到原來的高度，可見，重力勢(shì)能和動(dòng)能的總和不變．二、機(jī)械能守恒定律閱讀教材“機(jī)械能守恒定律”部分，回答下列問題．1．動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量的關(guān)系呢？上述各運(yùn)動(dòng)過程中，物體的機(jī)械能是否變化呢？(1)質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度h1處速度為v1，下落至高度h2處速度為v2，不計(jì)空氣阻力，分析由h1下落到h2過程中機(jī)械能的變化．(2)如圖甲所示，物體沿光滑曲面滑下，途經(jīng)A、B兩點(diǎn)．物體在A、B兩點(diǎn)的機(jī)械能有何關(guān)系？2．歸納：機(jī)械能守恒定律(1)內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以__________，而總的機(jī)械能__________．(2)守恒定律表達(dá)式①Ek2－Ek1＝____________，即ΔEk＝________②Ek2＋Ep2＝__________③E2＝__________(3)守恒條件：只有____________做功．互相轉(zhuǎn)化

保持不變

Ep1－Ep2

－ΔEp

Ek1＋Ep2

E1

重力或彈力

3．思考：在以下兩種條件下機(jī)械能是否守恒？①只受重力．②只有重力做功．并說明兩種條件含義是否相同．提示：兩種條件下機(jī)械能均守恒，但兩種條件的含義不同．只有重力做功時(shí)物體可能只受重力，也可能還受其他力，但其他力都不做功，或其他力做功的代數(shù)和為0．探究一機(jī)械能是否守恒的判定1．機(jī)械能守恒的條件是______________________．2．一個(gè)物體所受合外力為零，或者合外力不為零，但合外力做功為零，其機(jī)械能守恒嗎？提示：不一定守恒．機(jī)械能守恒的條件不是合外力等于零，更不是合外力做的功等于零．例如，水平飛來的子彈打入靜止在光滑水平面上的木塊內(nèi)的過程中，對(duì)于子彈和木塊組成的系統(tǒng)，合外力的功及合外力都是零，但系統(tǒng)在克服內(nèi)部阻力做功，將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減少．只有重力或彈力做功

下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述，正確的是(

)A．做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒B．做變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒C．外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒D．若只有重力對(duì)物體做功，物體的機(jī)械能也可能不守恒解析：做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能不一定守恒，比如降落傘勻速下降，機(jī)械能減小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒，比如自由落體運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確．機(jī)械能守恒的條件是只有重力或彈力做功，或者除重力和彈力外其他力對(duì)物體做功為零時(shí)，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：B【題后總結(jié)】機(jī)械能守恒的判斷方法(1)做功條件分析法，分三種情況：①物體只受重力(或系統(tǒng)內(nèi)的彈力)作用；②物體同時(shí)受重力和其他力，但其他力不做功；③有系統(tǒng)的內(nèi)力做功，但是內(nèi)力做功的代數(shù)和為零．(2)能量轉(zhuǎn)化分析法：若物體只有動(dòng)能、重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能間相互轉(zhuǎn)化，或系統(tǒng)內(nèi)只有物體間的機(jī)械能相互轉(zhuǎn)移，則機(jī)械能守恒．(3)定義判斷法：如物體沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能之和不變，則機(jī)械能守恒；物體沿豎直方向或沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能不變，勢(shì)能變化，機(jī)械能不守恒．1．關(guān)于機(jī)械能守恒，下列說法中正確的是(

)A．物體做勻速運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能一定守恒B．物體所受合力不為零，其機(jī)械能一定不守恒C．物體所受合力做功不為零，其機(jī)械能一定不守恒D．物體沿豎直方向向下做加速度為5m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能減少解析：物體做勻速運(yùn)動(dòng)其動(dòng)能不變，但機(jī)械能可能變，如物體勻速上升或下降，機(jī)械能會(huì)相應(yīng)的增加或減少，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體僅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代數(shù)和為零時(shí)，物體的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；物體沿豎直方向向下做加速度為5m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體一定受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的力的作用，此力對(duì)物體做負(fù)功，物體的機(jī)械能減少，故選項(xiàng)D正確．答案：D探究二機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 如圖所示，質(zhì)量m＝50kg的跳水運(yùn)動(dòng)員從距水面高h(yuǎn)＝10m的跳臺(tái)上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中．若忽略運(yùn)動(dòng)員的身高，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求：(1)運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上時(shí)具有的重力勢(shì)能(以水面為參考平面)；(2)運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的動(dòng)能；(3)運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的速度大?。鸢福?1)5000J

(2)625J

(3)15m/s【題后總結(jié)】應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本思路(1)選取研究對(duì)象——物體或系統(tǒng)．(2)根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒．(3)恰當(dāng)?shù)剡x取零勢(shì)能面，確定研究對(duì)象初、末狀態(tài)的機(jī)械能．(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程進(jìn)行求解．2．(多選)如圖所示，在地面上以速度v0拋出一質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上．若以地面為零勢(shì)能參考平面，且不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是(

)答案：BCD一、機(jī)械能守恒的條件1．對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解(1)物體只受重力，只發(fā)生動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，如自由落體運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)等．(2)只有彈力做功，只發(fā)生動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化．如在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的物體碰到一個(gè)彈簧，和彈簧相互作用的過程中，對(duì)物體和彈簧組成的系統(tǒng)來說，機(jī)械能守恒．(3)物體既受重力，又受彈力，重力和彈力都做功，發(fā)生動(dòng)能、彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，如自由下落的物體落到豎直的彈簧上和彈簧相互作用的過程中，對(duì)物體和彈簧組成的系統(tǒng)來說，機(jī)械能守恒．(4)除受重力或彈力外，還受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代數(shù)和為零．如物體在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，若拉力的大小與摩擦力的大小相等，則在此運(yùn)動(dòng)過程中，其機(jī)械能守恒．二、機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式1．守恒觀點(diǎn)初態(tài)機(jī)械能等于末態(tài)機(jī)械能，即Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2．2．轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)